Đang tải... (xem toàn văn)
Vấn đề đa dạng hóa nguồn cung cấp năng lượng phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế và nhu cầu dân sinh đã trở thành mối quan tâm hàng ưu tiên của hầu hết các quốc gia trên thế giới. Vấn đề này càng thêm nóng bỏng khi các nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt dần với sự khai thác quá mức của con người.Con người đã và đang tìm nhiều nguồn năng lượng thay thế nhằm đáp ứng nhu cầu trong tương lai của mình. Ai cũng nghĩ năng lượng hạt nhân là giải pháp tối ưu nhưng sau khi xảy ra thảm họa hạt nhân ở Fukushima hồi tháng 32011 ở Nhật Bản làm mọi người phải suy nghĩ lại. Và năng lượng mặt trời được coi là một nguồn năng lượng có thể coi là vô tận, rất an toàn mà bấy lâu nay mọi người bỏ quên. Do đó hôm nay em chọn đề tài: “ Năng Lượng Mặt Trời – Nguồn năng lượng sạch trong tương lai” để cho mọi người tiếp cận gần hơn với nguồn năng lượng này. Năng lượng là một trong những yếu tố thiết yếu cho sự tồn tại và phát triển của xã hội. Trong nhiều thập kỉ qua việc tiêu thụ năng lượng trên thế giới tang lên cùng phát triển kinh tế và hơn nữa năng lượng có tính quyết định đối với hệ thống chính trị, hòa bình quốc gia hay sự phát triển bền vững của các quốc gia. Nói năng lượng là nói đến năng lượng hóa thạch như than đá và đặc biệt là dầu và các sản phẩm từ dầu mỏ. Cho đến nay, phần lớn các nguồn năng lượng mà chúng ta đang sử dung bắt nguồn từ năng lượng hóa thạch là loại năng lượng dưới dạng tài nguyên, được khai thác lên và sử dụng. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nền công nghiệp trên thế giới đang không ngừng phát triển và ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự phát triển của các quốc gia trên thế giới. Nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt từ đó những nghiên cứu về nguồn năng lượng thay thế năng lượng khoáng sản đang trở nên cấp bách. Mục tiêu đề tài: Đề tài thực hiện với mục tiêu tìm hiểu nghiên cứu về nhiệt và năng lượng nhiệt , tìm hiểu tính khả thi , vấn đề kĩ thuật, kinh tế và ảnh hưởng đến môi trường nhằm ứng dụng và thực tiễn mang lại hiệu quả kinh tế cao. Giới hạn đề tài: vì thời gian thực hiện và nghiên cứu còn hạn chế nên phần lý thuyết trong đề tài chỉ đưa ra định nghĩa về năng lượng mặt trời và các phương pháp biến đổi năng lượng nhiệt. ‘cấu trúc đề tài’
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY TIỂU LUẬN Đề tài: NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI NẤU ĂN DẠNG HỘI TỤ Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS HỒNG TRÍ MẠC VĂN DŨNG MSSV: 11243010 Lớp: Khoá: 112430B 2011 - 2015 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2014 LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành cơng mà khơng gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q Thầy Cơ, gia đình bạn bè Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý Thầy Cơ Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường Và đặc biệt, học kỳ này, Khoa tổ chức cho chúng em tiếp cận với môn học mà theo em hữu ích sinh viên ngành Công Nghệ Chế Tạo Máy tất sinh viên thuộc chuyên ngành Khoa Học Kĩ Thuật khác Đó mơn học “Năng Lượng Và Quản Lý Năng Lượng” Em xin chân thành cảm ơn thầy Hồng Trí tận tâm hướng dẫn chúng em qua buổi học lớp buổi nói chuyện, thảo luận lĩnh vực sáng tạo nghiên cứu khoa học Nếu khơng có lời hướng dẫn, dạy bảo thầy em nghĩ thu hoạch em khó hồn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Bài thu hoạch thực khoảng thời gian gần tuần Bước đầu vào thực tế, tìm hiểu lĩnh vực sáng tạo nghiên cứu khoa học, kiến thức em hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi thiếu sót điều chắn, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy bạn học lớp để kiến thức em lĩnh vực hoàn thiện Tuy có nhiều cố gắng chắn tiểu luận em có nhiều thiếu sót Rất mong nhận góp ý thầy bạn sinh viên Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực MẠC VĂN DŨNG TÓM TẮT TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI: NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI NẤU ĂN DẠNG HỘI TỤ Vấn đề đa dạng hóa nguồn cung cấp lượng phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế nhu cầu dân sinh trở thành mối quan tâm hàng ưu tiên hầu hết quốc gia giới Vấn đề thêm nóng bỏng nguồn lượng hóa thạch ngày cạn kiệt dần với khai thác mức người Con người tìm nhiều nguồn lượng thay nhằm đáp ứng nhu cầu tương lai Ai nghĩ lượng hạt nhân giải pháp tối ưu sau xảy thảm họa hạt nhân Fukushima hồi tháng 3/2011 Nhật Bản làm người phải suy nghĩ lại Và lượng mặt trời coi nguồn lượng coi vơ tận, an tồn mà lâu người bỏ qn Do hơm em chọn đề tài: “ Năng Lượng Mặt Trời – Nguồn lượng tương lai” người tiếp cận gần với nguồn lượng Năng lượng yếu tố thiết yếu cho tồn phát triển xã hội Trong nhiều thập kỉ qua việc tiêu thụ lượng giới tang lên phát triển kinh tế lượng có tính định hệ thống trị, hịa bình quốc gia hay phát triển bền vững quốc gia Nói lượng nói đến lượng hóa thạch than đá đặc biệt dầu sản phẩm từ dầu mỏ Cho đến nay, phần lớn nguồn lượng mà sử dung bắt nguồn từ lượng hóa thạch loại lượng dạng tài nguyên, khai thác lên sử dụng Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, công nghiệp giới không ngừng phát triển ảnh hưởng mạnh mẽ đến phát triển quốc gia giới Nguồn lượng hóa thạch dần cạn kiệt từ nghiên cứu nguồn lượng thay lượng khoáng sản trở nên cấp bách Mục tiêu đề tài: Đề tài thực với mục tiêu tìm hiểu nghiên cứu nhiệt lượng nhiệt , tìm hiểu tính khả thi , vấn đề kĩ thuật, kinh tế ảnh hưởng đến môi trường nhằm ứng dụng thực tiễn mang lại hiệu kinh tế cao Giới hạn đề tài: thời gian thực nghiên cứu hạn chế nên phần lý thuyết đề tài đưa định nghĩa lượng mặt trời phương pháp biến đổi lượng nhiệt ‘cấu trúc đề tài’ Chương 1: Giới Thiệu Lịch sử : Một bếp lượng mặt trời xưa biết đến chế tạo nhà khoa học Thụy Sĩ Horace -Bénédict de Saussure năm 1767 Năm 1945, có bếp hình hộp chế tạo Ấn Độ Bếp dùng hiệu ứng nhà kính đề xướng giáo sư Roger Bernard Lyon (Pháp) năm 1976 Ứng dụng: Dùng ánh nắng đun nấu thay củi, trấu, than, dầu lửa, đốt, giúp giữ ôxy tránh thải thêm điơxít cacbon vào khí Bếp điện đơi dùng điện sản xuất từ nhà máy nhiệt điện đốt than đá dầu hỏa, góp phần làm nhiễm khí làm đất nóng thêm Chương 2: Tổng Quan Về Nghiên Cứu Đề Tài - Lịch sử hình bếp nấu NLMT Bếp nấu NLMT có nhiều loại khác nhau, qua trình nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm năm qua, có loại bếp phù hợp với điều kiện Việt Nam loại bếp hình hộp (hình 1.4) dùng để nấu cơm, nấu nước bếp parabơn (hình 1.2) dùng để nấu thức ăn cần nhiệt độ cao - Tìm hiểu nghiên cưú nguyên tắc hoạt động bếp nấu NLMT , cấu tạo bếp nấu dạng hình hốp, cách sử dụng mơ hình thực bếp nấu dạnghình hộp - Tìm hiểu điều kiện khí hậu nước ta có thích hợp với ứng dụng cuả đềtài, vùng cần đưa dự án đề tài vào ứng dụng thực tế - Các nguồn lợi ích từ đề tài mang lại cho sống cuả người , thiên nhiên Có ảnh hưởng tới sinh hoạt , mơi trường sống chung ta hay không - Nắm rõ ưu, khuyết điểm mặt hạn chế bếp nấu Chương 3: sở lý thuyết,chế tạo 3.1 Cơ sở lý thuyết : - Bếp lượng mặt trời sử dụng nguồn nhiệt từ ánh nắng • Hội tụ ánh nắng: Các thiết kế dùng gương kim loại có độ phản chiếu cao (như giấy nhôm) để đưa ánh sáng sức nóng mặt trời tập trung vào vùng nhỏ • Chuyển ánh sáng thành sức nóng: Màu đen có tính chất hút nóng, nên người ta hay dùng màu đen bên thiết kế • Chất liệu dẫn nhiệt tốt: Dùng kim loại có đặc tính dẫn nhiệt nhanh bếp mau nóng, thức ăn mau chín • Giữ nóng: Một thủy tinh, bao nylon suốt, lớp chất dẻo suốt khác đủ ánh sáng vào Một ánh sáng biến thành sức nóng lớp thủy tinh chất dẻo khơng cho sức nóng Đó hiệu ứng nhà kính nhằm giữ lại sức nóng bếp Khơng khí bên cách ly kỹ với khơng khí bên ngồi hiệu cao.Điều khiến bếp có nhiệt độ cao ngày trời lạnh trời gió khơng ngày trời trong, nắng nóng Và khiến cho bếp tiếp tục đun bình thường, đồ ăn chín bếp nóng mà có mây kéo đến che hai ba mươi phút Nhiều thiết kế với giá thành rẻ dùng cac-tông bọc kim loại chẳng hạn để phản chiếu trở lại ánh sáng thoát từ bếp Nguyên lý cấu tạo Đế đặt nồi Nồi chứa thức ăn Mặt phản xạ Khung đỡ Thanh chóng điều chỉnh Hệ thống chân đế - Đế đặt nồi (1) làm khung kim loại dẫn nhiệt tốt ,được gắn hệ thống chân đỡ di chuyển lên xuống vào khỏi tâm bếp cách dễ dàng Nồi nấu thức ăn (2) sơn màu đen để tang khả hấp thụ nhiệt Mặt phản xạ (3) làm kim loại (nhơm, inox) có độ nhẵn để phản gắn gương phản xạ lên, điều chỉnh (5) có tác dụng điều chỉnh chảo parabol quay quanh trục nằm ngang 3.2 Chế tạo bếp Chương : Phương Hướng Và Các Giải Pháp - - - Hiện nay, lượng mặt trời người sử dụng nhiều dạng khác thiết bị sử dụng lượng mặt trời có đa dạng, thiết bị nấu ăn cung cấp nước nóng lượng mặt trời có hiệu suất cao phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam, đặc biệt vùng nông thôn Bếp lượng Mặt Trời đem lại nhiều lợi ích mơi sinh , kinh tế, sức khỏe bỡi cần có phương hướng giải pháp để đưavào sử dụng rộng rãi nước ta Việt Nam nước nhiệt đới, nằm vành đai nội chí tuyến nên tổng số nắng năm lớn, khu vực miền Trung có khoảng 2900 nắng với cường độ xạ cao, lên đến 950W/m^2 thuận lợi cho việc triển khai ứng dụng thiết bị sử dụng lượng mặt trời Trên sở đó, cán giảng dạy Bộ mơn Hệ thống điện, Trường ĐH Công nghiệp Hà Nội thiết kế chế tạo bếp đun sử dụng lượng mặt trời, triển khai hoạt động có hiệu xã Yên Lạc tỉnh Vĩnh Phúc Riêng tỉnh Vĩnh Phúc tỉnh có số nắng cao, trung bình hàng năm số nắng dao động khoảng 1.700-1.800 Hiện tại, địa bàn tỉnh hầu hết xã nông thôn, miền núi, người dânđều đun nấu củi, rơm rạ, nên ảnh hưởng lớn đến sức khỏe nhưmôi trường sinh thái Từ thực tế đó, Sở Khoa học Cơng nghệ Vĩnh Phúc hợp tác với Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội để thực đề tài “Nghiên cứu, triển khai ứng dụng thiết bị lượng mặt trời vùng nông thôn, miền núi tỉnh Vĩnh Phúc” với mục tiêu đặt nghiên cứu cải tiến, thiết kế chế tạo triển khai ứng dụng số thiết bị sử dụng nguồn lượng mặt trời phù hợp với điều kiện thực tế người dân nông thôn, miền núi địa bàn tỉnh.Tuy nhiên, bếp có nhược điểm riêng nó: Do ánh nắng mặt trời có tính chất phân tán, nên sử dụng bị tổn thất nhiệt, khả tích nhiệt chậm nên chiên, xào khơng thể ngon bếp gas Nếu cải thiện vấn đề này, bổ sung thêm vài chi tiết cơng nghệ triển khai để sử dụng đại trà với quy mô lớn Trong thời gian tới cần nhân rộng mơ hình vùng cao nơng thơncủa nước Vĩnh Phúc KẾT LUẬN - Bếp lượng Mặt Trời đem lại nhiều lợi ích mơi sinh, kinh tế, sức khỏe sau: • Dùng ánh nắng đun nấu thay củi, trấu, than, dầu lửa, đốt, giúp giữ ôxy tránh thải thêm điôxít cacbon vào khí Bếp điện dùng điện sản xuất từ nhà máy nhiệt điện đốt than đá dầu hỏa, góp phần làm nhiễm khí làm đất nóng thêm • Nếu loại bếp thay đa số bếp củi, chặn phần nạn phá rừng, tiến trình sa mạc hóa nhiều vùng đất • Ánh nắng nguồn sức nóng miễn phí Có hay vài bếp lượng mặt trời nhà nhẹ khoản chi tiêu dành để mua nhiên liệu, để trả tiền điện, thời gian kiếm củi hàng ngày • Các tổ chức hoạt động từ thiện tổ chức bảo vệ môi sinh đẩy mạnh cố gắng năm 2008 để giới thiệu dẫn cách làm, cách dùng bếp lượng mặt trời khắp nơi Nhiều kiểu bếp cần mua vật liệu khoảng đô la Mỹ làm Một kiểu khơng đắt tiền dùng đến 10 năm.Các kiểu bếp nhanh chóng trở thành nguồn cơngăn việc làm quan trọng cho thủ công nghệ tiểu công nghệ, xứ nóng • Bếp lượng mặt trời khơng thải khói, nên đỡ cay mắt hại phổi Tổ chức Y tế Thế giới cho biết đun bếp củi cho hai bữa ăn hàng ngày gây thiệt hại cho phổi tương đương hút hai gói thuốc • Các kiểu bếp thùng, hộp cac-tơng khơng gây cho trẻ em sờ mó lúc đun Các kiểu này, khơng có lửa ngọn, khó phát cháy bị qn trơng chừng - Năng lượng mặt trời thực chất nguồn lượng nhiệt hạch vô tận thiên nhiên Hàng năm, mặt trời cung cấp cho trái đất lượng lượng khổng lồ, gấp 10 lần trữ lượng nguồn nhiên liệu có trái đất Hiện nay, lượng mặt trời người sử dụng nhiều dạng khác thiết bị sử dụng lượng mặt trời có đa dạng, thiết bị nấu ăn cung cấp nước nóng lượng mặt trời có hiệu suất cao phù hợp với điều kiện khí hậu Việt Nam, đặc biệt vùng nông thôn -Việt Nam nước nhiệt đới, nằm vành đai nội chí tuyến nên tổng số nắng năm lớn, khu vực miền Trung có khoảng 2900 nắng với cường độ xạ cao, lên đến 950W/m2 thuận lợi cho việc triển khai ứng dụng thiết bị sử dụng lượng mặt trời -Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo triển khai ứng dụng số thiết bị sử dụng lượng mặt trời phù hợp với điều kiện người dân vùng nông thôn, miền núi hướng đến mục tiêu cải thiện sống, nâng cao ý thức cho người dân sử dụng nguồn lượng để góp phần bảo vệ môi trường - - MỘT SỐ KIẾN NGHỊ Tăng cường khuyến khích sử dụng bếp lượng mặt trởi đóng góp to lớn tiết kiệm lượng giải phần tốn nhiễm mơi trường Cần tận dụng nguyên liệu rẻ tiền sẵn có để chế tạo bếp với chấp nhận hiệu suất không cao so với bếp tiên tiến Hiệu suất thí nghiệm đo cịn thấp chế tạo đầu tay chưa có kinh nghiệm tính tuyệt đối điểm hộitụ phẳng chất phản chiếu Với hình thức chế tạo đề tài đãthực có kinh nghiệm nâng hiệu suất tới 40,3% Hiện giới bếp hội tụ dùng guơng kính nề, đắt tạo hiệu suất tới 50% Cần có hỗ trợ kinh phí tổ chức nhóm người nghiên cứu chế tạo mẫu,thành lập sở sản xuất phổ cập sử dụng Tuyên truyền dân sử dụng bếp lượng mặt trời, bước đầu có trợgiá, sau vài năm kinh doanh thực Đề tài cho người có nhìn rõ lượng mặt trời tiềm nguồn lượng nước ta Mặc dù có gắng nhiều q trình làm khơng tránh thiếu sót Rất mong thầy hướng dẫn bảo thêm Mạc Văn Dũng (Mẫu) MỤC LỤC Trang LỜI CÁM ƠN ii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iii MỤC LỤC v DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 12 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHẾ TẠO 27 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP&KẾT LUẬN&KIẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO : http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-trien-khai-ung-dung-bep-parabonsu-dung-nang-luong-mat-troi-2647/ TÀI LIỆU: NĂNG LƯỢNG VÀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TS: HỒNG TRÍ 102 DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Báng 1.1: Đồ thị mô tả quan hệ D(t) DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ Trang Sơ đồ: cấu tạo bếp parabol Sơ đồ: biên dạng mặt phẳng parabol phản xạ 12 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT (Mẫu) CHƯƠNG 1: …… (size 13, Bold, IN HOA) Size 13: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Size 13: ………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Ghi chú: Size 13, Font Times New Roman Format - Paragraph: + Alignment: Justified + Spacing before: pt + Spacing after: pt + Line spacing: multiple: 1,3 (Mẫu) TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bộ Giáo dục Đào tạo, Báo cáo tổng kết năm (1992 - 1996) phát triển giáo dục tiền tiểu học Hà Nội, 2006 ( TLTK khơng có tác giả) [2] Trần Văn Địch, Công nghệ chế tạo bánh răng, NXB KHKT, Hà Nội 2006 ( TLTK SÁCH) [3] Đặng Thiện Ngơn, Trần Quốc Hùng, Dương Bình Nam, Quy trình thiết bị sản xuất muối tơm, pp 20-26, Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật, số 21, ĐHSPKT TPHCM, 2011 ( TLTK BÀI BÁO) [4] Nguyễn Vĩnh Phối, Lê Chí Cương (HD), Ảnh hưởng tính đẳng hướng đến hàm hấp thu tổng quát q trình tính tốn ứng suất dùng nhiễu xạ X-quang, LVTN Thạc sĩ, ĐHSPKT TP HCM, 2009 ( TLTK LVTN) … Tiếng Anh [6] Dang Thien Ngon, CAD/CAM/CNC Technology - Present applications and development trends in the future, International Conferenceon Science and Technology, pp 670-677, Hanoi – Vietnam, Nov 2011 ( TLTK BÀI BÁO CÁO Hội nghị) … Nguồn khác [11] Screw Conveyor Corporation, Screw Conveyor Catalog & Engineering Manual, link www.screwconveyor.com/SCC%20EngCat10_LR.pdf, 9/2011 … ... lại Và lượng mặt trời coi nguồn lượng coi vơ tận, an toàn mà lâu người bỏ qn Do hơm em chọn đề tài: “ Năng Lượng Mặt Trời – Nguồn lượng tương lai” người tiếp cận gần với nguồn lượng Năng lượng. .. thuyết thực nghiệm năm qua, có loại bếp phù hợp với điều kiện Việt Nam loại bếp hình hộp (hình 1.4) dùng để nấu cơm, nấu nước bếp parabơn (hình 1.2) dùng để nấu thức ăn cần nhiệt độ cao - Tìm hiểu... tạo bếp Chương : Phương Hướng Và Các Giải Pháp - - - Hiện nay, lượng mặt trời người sử dụng nhiều dạng khác thiết bị sử dụng lượng mặt trời có đa dạng, thiết bị nấu ăn cung cấp nước nóng lượng mặt